資格Hub
資格Hub ／ エネルギー管理士 ／ 令和7年度 熱分野

2025年8月3日実施・第47回・熱分野・標準解答照合

エネルギー管理士 令和7年度
熱分野の解答・解説

第47回エネルギー管理士試験の熱分野について、課目I〜IVの全18問題・249欄の標準解答と、条文・計算による根拠をこのページに載せています。問題文と図表は省エネルギーセンターの問題PDFを開き、問題番号と空欄番号を合わせて読んでください。

公開 ・更新 ・作成 資格Hub（運営 Boson）・正答の照合方法

令和7年度の時間割と配点

課目I エネルギー総合管理及び法規1時限 9:00〜10:20（80分）。電気分野と共通の必須基礎区分です。問題1が省エネ法（50点）、問題2がエネルギー情勢・政策とエネルギー概論（50点）、問題3がエネルギー管理技術の基礎（100点）です。
課目II 熱と流体の流れの基礎2時限 10:50〜12:40（110分）。問題4・5が熱力学（理想気体の等圧冷却と定容加熱、水蒸気の状態変化）、問題6が流体工学、問題7が伝熱工学で、各50点です。
課目III 燃料と燃焼4時限 16:20〜17:40（80分）。問題8・9が燃料及び燃焼管理（各30点）、問題10が燃焼計算（50点）です。
課目IV 熱利用設備及びその管理3時限 14:00〜15:50（110分）。問題11〜14は必須（各50点）で、問題15〜18の4問題からは2問題を選んで解答します（各40点）。

熱分野の解答欄は全249欄で、そのうち32欄は計算した数値を記入する欄（A、Bなど）でした。解答すべき最小位の一つ下の位で四捨五入する指定があるので、解説では途中の値を丸めずに示しています。課目IVの選択問題4問題は、どれを選んでも読めるよう全問題を解説しています。

合格基準は各課目とも配点の60%です。

出典：省エネルギーセンター「エネルギー管理士試験」の問題と標準解答。課目Iの法令問題は、令和7年4月1日時点で施行されている省エネ法・施行令・施行規則と照らしています。

標準解答一覧（全18問題・249欄）

省エネルギーセンターが公表した標準解答と、全249欄の記号・数値を照合しています。問題3の空欄2はアとカのどちらも正解です。問題9の空欄6・7、問題17の空欄10・11は順序を問いません。問題番号を選ぶと解説へ移動します。

課目I エネルギー総合管理及び法規

問題正答論点
問題11イ・2カ・3イ・4エ・5ウ・6ウ・7ア・8カ・9イ・10イ・11イ・12オ判断基準・定期報告・指示と勧告・エネルギー使用量の範囲・指定区分
問題21オ・2イ・3ウ・4エ・5ケ・6オ・7ア・8ケ・9ウ・10カSI組立単位・熱力学の法則・電動車の省エネ要素・電源構成の推移
問題31イ・2ア/カ・3ク・4イ・5ウ・6ウ・7イ・8ウ・9イ・10ア・11ア・12イ・13ウ・14ア・15イ・16イ・17ウ・18エ・19ア・20イ判断基準の改正・比熱の関係・酸素富化燃焼・伝熱・ボイラ・電気設備の計算

課目II 熱と流体の流れの基礎

問題正答論点
問題41ア・A2.58・B1.72×10³・C300・2ア・D7.18・E1.00・3オ・F4.31×10³・G6.03×10³・4ケ・H11.0・5サ・I4.31×10³・J7.89・6ア理想気体の等圧冷却と定容加熱
問題51キ・2エ・3ケ・4コ・5ク・6オ・7ア・A1.52×10³・8ア・9キ・B2.84×10³・C81.3・10イ・D8.31P-v線図の状態と蒸気表による加熱量・絞り・断熱膨張
問題61オ・2キ・3ウ・4サ・5カ・6ア・7エ・8ア・9エ・10ア・11コ・12ア・13キ・14オ・15イ・16ウベンチュリ管・タンクからの流出・ポンプのキャビテーションとサージング
問題71イ・2ケ・3オ・4ア・5ウ・6ア・7ウ・8オ・9ウ・10カ・A62・11イ・B14・C6.5伝熱の三形態・放射を受ける平板の熱収支・向流熱交換器

課目III 燃料と燃焼

問題正答論点
問題81ア・2ウ・3エ・4イ・5ク・6ア・7ク・8ウ・9イ・10ウ・11ア・12エ・13アH/C比と発熱量・メタン転換によるCO₂削減・オクタン価とセタン価
問題91ア・2エ・3ア・4オ・5ク・6ウ・7カ・8オ・9キ・10エ予混合燃焼・油バーナと通風・固体燃料燃焼装置・排ガス分析計
問題101ア・2イ・3ウ・4オ・A2.35・B11.2・5ウ・C1.62・D13.5・6オ・7ア・8ア・E1.27・F14.3・9イ・G1.46・H15.0・I5.18・J562重油の理論空気量・空気比・空気予熱による排ガス温度

課目IV 熱利用設備及びその管理

問題正答論点
問題111イ・2オ・3エ・4カ・5カ・6シ・7キ・8ア・9キ・10オ・11ア・12キ・13ウ熱電対の挿入長と表面温度測定・ピトー管・面積流量計・圧力の単位
問題121イ・2ア・3イ・4ク・5カ・6オ・7ウ・8エ・9カ・10ウ・11カ・12ク・13ア密閉式温水タンクのフィードバック制御とフィードフォワード制御・PID
問題131ク・2オ・3イ・4ウ・5イ・6ク・7ア・8ア・9オ・10カ・11ア・A90.1・B5.38・12イNOx・SOx対策・蒸気配管の口径と流速・部分負荷時の熱収支
問題141イ・2エ・3イ・4ア・5エ・6イ・7エ・8ア・9ウ・10オ・11カ・12イ蒸気タービンの段落と変圧運転・内燃機関・ガスタービン燃焼器と複合発電
問題151キ・2ア・3コ・4ウ・5サ・6イ・7オ・8イ・9ア・10カ・A60・B20・C64多管式熱交換器の形式・冷却水の水質管理・フィン・二重管の熱収支
問題161カ・2ウ・3エ・4サ・5カ・6イ・7ウ・8ア・9カ・10イ全熱交換器付き空調システムの暖房時の状態変化と冷凍サイクルの成績係数
問題171シ・2ア・3キ・4エ・5コ・6ア・7イ・8オ・9ア・10ア・11ウ・12ケ・13イ・14イ各分野の工業炉・熱効率の改善・セラミックファイバ
問題181イ・2イ・3イ・4ウ・5エ・6イ・7ウ・8イ・9ア・10ウ・11ウ・12ア・13エ・14イ・15ア・16ウ省エネルギー蒸発法・乾燥特性曲線・炭素系資源のガス化

令和5〜7年度 熱分野 54問題の解説PDF

解説を全54問・760解答欄そろえた116ページのPDFです。 買い切りで、購入後すぐダウンロードできます。

収録した全問を試験実施団体の公表問題・正答と照合しています。照合の手順を見る →

1,980円
表紙と紙面の見本を見る →

課目I エネルギー総合管理及び法規の解答・解説（3問）

電気分野と共通の必須基礎区分です。問題1が省エネ法（50点）、問題2がエネルギー情勢・政策とエネルギー概論（50点）、問題3がエネルギー管理技術の基礎（100点）です。

省エネ法

問題1　判断基準・定期報告・指示と勧告・エネルギー使用量の範囲・指定区分

令和7年4月1日時点の省エネ法から、判断基準（第5条）、指導・助言と定期報告（第6条・第16条）、合理化計画の指示と非化石転換の勧告（第17条・第18条）、エネルギー使用量の数え方と指定区分までを条文で照らす12欄です。

標準解答 1イ・2カ・3イ・4エ・5ウ・6ウ・7ア・8カ・9イ・10イ・11イ・12オ

化学工場22,000 kLはエネルギー管理者2名、本社1,600 kLは第二種エネルギー管理指定工場等です。

空欄1　イ

第5条第1項・第2項は、合理化と非化石転換のそれぞれについて、目標と「当該目標を達成するために計画的に取り組むべき措置」に関する判断基準を定めるとしています。強制的、自主的、定期的は条文の語句ではありません。1は2か所に入ります。

空欄2　カ

第5条第4項は、判断基準を「業種別のエネルギーの使用の合理化及び非化石エネルギーへの転換の状況」その他の事情を勘案して定めるとしています。ベンチマーク指標が業種ごとに置かれているのはこのためです。

空欄3　イ

第5条第3項の指針は、電気の需給状況に応じて経済産業大臣が指定する「電気需要最適化時間帯」における、電気と燃料・熱の使用の転換や機器の使用時間の変更を実施事項に掲げています。

空欄4　エ

第6条は、措置の適確な実施を確保するため必要があると認めるとき、主務大臣が工場等でエネルギーを使用して事業を行う者などに「指導及び助言」をすることができるとしています。削減命令や課徴金の規定はありません。

空欄5　ウ

エネルギーの使用量や設備の設置・改廃の状況などを毎年度報告させるのは、第16条の定期の報告です。中長期的な計画の作成は第15条の別の義務です。

空欄6　ウ

第17条第1項は、合理化の状況が判断基準に照らして著しく不十分なとき、合理化計画を作成し提出すべき旨の「指示」をすることができるとしています。指示に従わなければ公表、正当な理由なく措置をとらなければ命令へ進みます。

空欄7　ア

第18条第1項は、非化石エネルギーへの転換の状況が著しく不十分なとき、必要な措置をとるべき旨の「勧告」をすることができるとしています。合理化（第17条）は指示、非化石転換（第18条）は勧告で、勧告に従わないときの措置は公表までです。

空欄8　カ

勧告の対象は、「他の者に供給された熱又は電気を発生させるために使用された燃料の使用量」を除いたエネルギー使用量が政令の数値以上の特定事業者です。他者へ供給する電気や熱のための燃料は、その事業者自身の非化石転換の評価から外します。

空欄9　イ

④と⑥が算入対象です。④工場内の太陽光発電の電気は燃料を熱源としないので、施行令第2条第2項の除外に当たらず使用量に入ります（自家消費分は1,000 kWh＝3.60 GJで換算）。⑥ボイラ燃料の木質バイオマスは非化石燃料です。⑤コージェネレーションで自ら発生させた電気は、燃料②を数えているので除きます。⑦原料のアルコールは燃焼に使わないので燃料に当たりません。

空欄10　イ

購入した電気は、施行規則により1,000 kWh＝8.64 GJで熱量に換算し、1 GJ＝0.0258 kLで原油に換算します。60,000 MWh×8.64×0.0258＝13,375 kLです。3.6は電気そのものの熱量（1 kWh＝3.6 MJ）で、購入電気の換算には使いません。

空欄11　イ

本社は1,600 kLで、1,500 kL以上3,000 kL未満なので第二種エネルギー管理指定工場等です。指定は用途によらず使用量で決まり、第二種ではエネルギー管理員を選任します。

空欄12　オ

化学工場は22,000 kLで第一種エネルギー管理指定工場等です。コークス製造業などを除く製造業のエネルギー管理者は、2万 kL以上5万 kL未満で2人なので2名です。事業者全体は22,000＋3,300＋1,600＝26,900 kLで特定事業者です。

公式問題で問題1を見る

エネルギー概論

問題2　SI組立単位・熱力学の法則・電動車の省エネ要素・電源構成の推移

令和7年度の概論は、単位と熱力学の基本に、電動車の省エネ要素と、エネルギー白書の電源構成という時事的な数値を組み合わせています。統計の欄は年度と「水力を除く」などの条件まで合わせて読みます。

標準解答 1オ・2イ・3ウ・4エ・5ケ・6オ・7ア・8ケ・9ウ・10カ

2010年度は火力約65%・原子力約25%、2022年度の水力を除く再生可能エネルギーは約14%、火力の内訳は天然ガス、石炭、石油の順です。

空欄1　オ

ニュートンは質量1 kgの物体に1 m/s²の加速度を生じさせる力で、N＝kg·m/s²です。kg·m²/s²はエネルギー（J）、kg·m/sは運動量の単位です。

空欄2　イ

1 kWh＝1,000 J/s×3,600 s＝3.6×10⁶ J＝3,600 kJです。4,185は水の比熱（約4.19 kJ/(kg·K)）に当たる数、1,163は1,000 kcalをWhで表した値です。

空欄3　ウ

熱力学第一法則は、閉じた系で「内部エネルギーの変化＝熱＋仕事」とするエネルギー保存則です。内部エネルギーは状態量で、経路によって変わる熱や仕事とは性質が違います。3は2か所に入ります。

空欄4　エ

カルノーサイクルは2つの等温変化と2つの断熱変化をすべて可逆過程で行う理想サイクルで、同じ温度の熱源の間で最も高い熱効率になります。

空欄5　ケ

電磁気エネルギーと力学的エネルギーは、原理的にはどちら向きにも100%の効率で変換できます。電動機（電気→力学）と発電機（力学→電気）の両方が高効率なのはこのためで、熱を経由する変換とは違います。

空欄6　オ

減速時に電動機を発電機として働かせ、運動エネルギーを電気として蓄電池へ戻すのが回生です。内燃機関自動車では摩擦ブレーキの熱として捨てていました。

空欄7　ア

エンジンの排熱を暖房に使えない電動車では、室内暖房にヒートポンプを採用すると、電熱ヒータより少ない電力で暖房できます。

空欄8　ケ

2010年度の発電電力量は、火力が約65%、原子力が約25%でした。震災後は原子力が大きく減り、火力の比率が上がりました。

空欄9　ウ

2024年版エネルギー白書が示す2022年度実績では、水力を除く再生可能エネルギーは約14%（うち太陽光が約9%）です。水力を含めた再生可能エネルギー全体では約22%です。

空欄10　カ

2022年度の火力の発電電力量は、天然ガス（約34%）、石炭（約31%）、石油等（約8%）の順に多くなっています。

公式問題で問題2を見る

エネルギー管理技術の基礎

問題3　判断基準の改正・比熱の関係・酸素富化燃焼・伝熱・ボイラ・電気設備の計算

令和4年の改正で加わった非化石転換の判断基準と、熱・電気の基礎計算を20欄に並べています。計算欄は単位換算を一度書き出せば、どれも2行以内で終わります。

標準解答 1イ・2ア/カ・3ク・4イ・5ウ・6ウ・7イ・8ウ・9イ・10ア・11ア・12イ・13ウ・14ア・15イ・16イ・17ウ・18エ・19ア・20イ

炉壁の厚さ250 mm、熱抵抗7.5×10⁻² K/W、A重油2.4×10⁴ kL、電力量約16 kWh、コンデンサ容量300 kvarです。

空欄1　イ

判断基準に基づく取組の基本は、エネルギー消費設備ごとの管理標準の策定です。管理体制の整備や従業員への周知・教育は、全ての事業者が取り組むべき事項の別の項目です。

空欄2　ア・カ（どちらも正解）

標準解答はアとカのどちらも正解としています。非化石エネルギーへの転換の判断基準には、取組の管理体制の整備も、非化石エネルギーの使用割合などの目標の設定も含まれ、どちらも文意に合うためです。

空欄3　ク

非化石転換の措置が合理化の効果を必ずしももたらさない場合について、判断基準は「エネルギーの使用の合理化を著しく妨げることのないよう留意」するとしています。合理化に優先する、または合理化を妨げない範囲に限るという書き方ではありません。

空欄4　イ

理想気体ではマイヤーの関係cp−cv＝Rが成り立ち、差はガス定数です。比熱比はcp/cvです。

空欄5　ウ

H₂＋1/2 O₂→H₂Oより、水素1 m³Nに酸素0.5 m³Nが必要です。酸素濃度25%の富化空気なら0.5/0.25＝2.0 m³Nです。

空欄6　ウ

δ＝λΔT/q＝0.2×(880−80)/640＝0.25 m＝2.5×10² mmです。これより薄いと、同じ熱流束で外面温度が80℃を超えます。

空欄7　イ

熱抵抗はR＝ΔT/Q＝(50−20)/400＝0.075 K/W＝7.5×10⁻² K/Wです。

空欄8　ウ

放射エネルギーはE＝εσT⁴＝0.8×5.67×10⁻⁸×500⁴＝0.8×5.67×10⁻⁸×6.25×10¹⁰＝2,835 W/m²≒2.8 kW/m²です。

空欄9　イ

乾き度は、湿り蒸気全体の質量に対する乾き飽和蒸気の質量の割合です。体積やエンタルピーの割合ではありません。

空欄10　ア

換算蒸発量では、実際に蒸気1 kgを作るのに使った熱hs−hwが、100℃の水を100℃の蒸気にする潜熱2,257 kJ/kgの何倍かを求めます。W＝W′×(hs−hw)/2,257です。

空欄11　ア

100 GWhは3.6×10⁵ GJです。発電端熱効率38%なので燃料の入熱は3.6×10⁵/0.38＝9.47×10⁵ GJで、A重油は9.47×10⁵/39.1＝2.42×10⁴ kLです。

空欄12　イ

熱源機や空調機を複数台使う場合は、負荷に応じて稼働台数を調整し、効率の高い運転点で動かします。12は1)と2)の両方に入ります。

空欄13　ウ

同じ区画で冷房する空調機と暖房する空調機が同時に動くと、熱を打ち消し合う混合損失が生じます。判断基準はこの防止を求めています。

空欄14　ア

三相電力はP＝√3VIcosφです。最初の20分は1.73×400×20×0.85＝11.76 kW、次の40分は1.73×400×30×0.85＝17.65 kWなので、電力量は11.76×20/60＋17.65×40/60＝3.92＋11.76＝15.7≒16 kWhです。

空欄15　イ

30分の上限は2,000 kW×0.5 h＝1,000 kWhです。20分までに700 kWh使ったので残り10分は300 kWhで、300÷(10/60)＝1,800 kWです。

空欄16　イ

負荷損（銅損）は巻線抵抗による損失I²Rなので、負荷電流の2乗に比例します。無負荷損（鉄損）は負荷によらずほぼ一定です。

空欄17　ウ

力率100%にするには無効電力をすべて打ち消します。Q＝P tanφ＝400×0.6/0.8＝300 kvarです。電源電圧6.6 kVは計算に使いません。

空欄18　エ

同期速度はNs＝120f/Pで、誘導電動機は滑りsの分だけ遅れて回るので、N＝120f(1−s)/Pです。

空欄19　ア

電解質は電子ではなくイオンを運んで電流を流すイオン伝導体です。電子は外部回路を流れます。

空欄20　イ

光束法では平均照度E＝N·F·U·M/Aなので、必要なランプ数はN≧E·A/(F·U·M)です。照明率や保守率が小さいほど多くのランプが必要になります。

公式問題で問題3を見る

正答一覧へ戻る ↑

課目II 熱と流体の流れの基礎の解答・解説（4問）

問題4・5が熱力学（理想気体の等圧冷却と定容加熱、水蒸気の状態変化）、問題6が流体工学、問題7が伝熱工学で、各50点です。

熱力学

問題4　理想気体の等圧冷却と定容加熱

状態方程式で体積を出したあと、等圧冷却では仕事・内部エネルギー・エンタルピー・エントロピー、定容加熱では内部エネルギーとエントロピーの順に求めます。比熱は丸める前の値（cv＝0.7175、cp＝1.0045 kJ/(kg·K)）を使うと数値欄がそろいます。

標準解答 1ア・A2.58・B1.72×10³・C300・2ア・D7.18・E1.00・3オ・F4.31×10³・G6.03×10³・4ケ・H11.0・5サ・I4.31×10³・J7.89・6ア

V₁＝2.58 m³、T₂＝300 K、ΔU＝4.31×10³ kJ、ΔH＝6.03×10³ kJ、等圧冷却のΔS＝11.0 kJ/K、定容加熱のΔS＝7.89 kJ/Kです。

空欄1　ア

理想気体の状態方程式PV＝mRTより、V₁＝mRT₁/P₁です。

空欄A　2.58

V₁＝10×287×900/(1×10⁶)＝2.583 m³で、2.58です。Rは287 J/(kg·K)のまま使い、圧力をPaにそろえます。

空欄B　1.72×10³

等圧で体積が1/3になるのでV₂＝0.861 m³です。外部からなされた仕事はP(V₁−V₂)＝1×10⁶×(2.583−0.861)＝1.722×10⁶ J＝1.72×10³ kJです。

空欄C　300

等圧ではV/Tが一定なので、T₂＝T₁×V₂/V₁＝900/3＝300 Kです。

空欄2　ア

cp−cv＝Rとcp/cv＝κの2式から、cv＝R/(κ−1)です。κR/(κ−1)はcpの式です。

空欄D　7.18

cv＝0.287/(1.40−1)＝0.7175 kJ/(kg·K)＝7.18×10⁻¹ kJ/(kg·K)です。

空欄E　1.00

cp＝cv＋R＝0.7175＋0.287＝1.0045 kJ/(kg·K)で、1.00です。

空欄3　オ

内部エネルギーの変化は、変化の種類によらずΔU＝mcv∫dTです。

空欄F　4.31×10³

ΔU＝10×0.7175×(900−300)＝4,305 kJ＝4.31×10³ kJです（変化量は大きさで答えます）。

空欄G　6.03×10³

ΔH＝mcp(T₁−T₂)＝10×1.0045×600＝6,027 kJ＝6.03×10³ kJです。

空欄4　ケ

等圧変化ではdS＝mcp dT/Tなので、ΔS＝mcp∫dT/Tです。

空欄H　11.0

ΔS＝10×1.0045×ln(900/300)＝10.045×1.099＝11.04 kJ/Kで、11.0です。ln3は表の1.099を使います。

空欄5　サ

等圧変化で出入りする熱はエンタルピーの変化量に等しいので、空気が失った熱はΔH（6.03×10³ kJ）です。内部エネルギーの減少4.31×10³ kJとの差1.72×10³ kJが、外部からなされた仕事Bに当たります。

空欄I　4.31×10³

ピストンを固定して300 Kから900 Kまで加熱するので、ΔU＝10×0.7175×600＝4,305 kJ＝4.31×10³ kJです。

空欄J　7.89

定容変化ではΔS＝mcv ln(T₃/T₂)＝10×0.7175×ln3＝7.175×1.099＝7.885 kJ/Kで、7.89です。

空欄6　ア

体積一定では外部に仕事をしないので、加熱した熱量は内部エネルギーの変化量に等しくなります。

公式問題で問題4を見る

蒸気

問題5　P-v線図の状態と蒸気表による加熱量・絞り・断熱膨張

飽和液・乾き飽和蒸気・湿り蒸気・過熱蒸気の呼び名の取り違えと、表1（飽和）と表2（圧縮水・過熱蒸気）の読み分けで失点しやすい問題です。60℃の水は飽和液ではなく、表2の圧縮水の値を使います。

標準解答 1キ・2エ・3ケ・4コ・5ク・6オ・7ア・A1.52×10³・8ア・9キ・B2.84×10³・C81.3・10イ・D8.31

加熱量はA＝1.52×10³ kJ、B＝2.84×10³ kJ、タービン出口は81.3℃で乾き度0.831です。

空欄1　キ

圧力一定で液が沸騰し始めてから全部が蒸気になるまで、温度は一定です。この温度を飽和温度といい、圧力ごとに決まります。1は2か所に入ります。

空欄2　エ

沸騰し始めるbの液は飽和液です。aからbの間（bを除く）は飽和温度より低い圧縮液です。

空欄3　ケ

すべてが蒸気になったcは乾き飽和蒸気です。

空欄4　コ

bとcの間は液と蒸気が混ざった湿り蒸気です。

空欄5　ク

cからさらに加熱して飽和温度より高くなった蒸気は過熱蒸気です。

空欄6　オ

圧力一定で加えた熱量は、エンタルピーの変化として求められます（q＝h₂−h₁）。

空欄7　ア

湿り蒸気の比エンタルピーはh＝hb＋x(hc−hb)です。乾き度xは蒸気の質量割合なので、飽和液の値に潜熱のx倍を足します。

空欄A　1.52×10³

0.1 MPa・60℃の水は表2の圧縮水で251.2 kJ/kgです。乾き度0.6の湿り蒸気は417.4＋0.6×(2,675.0−417.4)＝1,772.0 kJ/kgなので、加熱量は1,772.0−251.2＝1,520.8 kJ≒1.52×10³ kJです。

空欄8　ア

絞り弁では熱も仕事も出入りしないので、入口と出口のエンタルピーが等しくなります。

空欄9　キ

出口0.05 MPaの乾き飽和蒸気の比エンタルピーは2,645.2 kJ/kgで、2,700 kJ/kgはこれより大きいので過熱蒸気です。

空欄B　2.84×10³

5 MPa・60℃の圧縮水は255.3 kJ/kg、5 MPa・360℃の過熱蒸気は3,095.6 kJ/kgなので、3,095.6−255.3＝2,840.3 kJ≒2.84×10³ kJです。

空欄C　81.3

0.05 MPaの湿り蒸気の温度は、その圧力の飽和温度81.32℃で、81.3℃です。

空欄10　イ

可逆断熱変化ではエントロピーが一定なので、入口のs＝6.4934 kJ/(kg·K)が出口でも保たれます。

空欄D　8.31

0.05 MPaではs′＝1.0910、s″＝7.5930なので、x＝(6.4934−1.0910)/(7.5930−1.0910)＝5.4024/6.5020＝0.831で、8.31×10⁻¹です。

公式問題で問題5を見る

流体工学

問題6　ベンチュリ管・タンクからの流出・ポンプのキャビテーションとサージング

ベンチュリ管はベルヌーイの式とマノメータのつり合いで、タンクからの流出は位置ヘッドと速度ヘッド・摩擦損失の収支で解きます。管を付けた場合は、出口の速度ヘッドと管摩擦損失の和が4.6 mに等しいとおきます。

標準解答 1オ・2キ・3ウ・4サ・5カ・6ア・7エ・8ア・9エ・10ア・11コ・12ア・13キ・14オ・15イ・16ウ

理想流速は9.5 m/s、管を付けると1.4 m/sに下がり、Re≒7.1×10⁴の乱流です。

空欄1　オ

ゆるやかに絞ってから徐々に広げる管はベンチュリ管です。広がり部で圧力が回復するので、オリフィスより圧力損失が小さくなります。1は2か所に入ります。

空欄2　キ

直管部とのど部の圧力差から流量を求める原理は、エネルギー保存を表すベルヌーイの式です。

空欄3　ウ

マノメータでは、液体Cの高さHの柱から同じ高さの水の柱を差し引くので、pA−pB＝(ρC−ρW)gHです。

空欄4　サ

同じ圧力差でもρC−ρWが小さいほどHが大きくなり、読み取り精度が上がります。

空欄5　カ

損失がなければU₁＝√(2gH)＝√(2×9.81×4.6)＝√90.25＝9.5 m/sです。

空欄6　ア

4.6＝U₂²/(2g)×(1＋λL/D)＝U₂²/19.62×(1＋0.019×100/0.043)＝U₂²×45.19/19.62より、U₂²＝2.00、U₂＝1.41≒1.4 m/sです。

空欄7　エ

レイノルズ数はRe＝U₂D/(μ/ρ)で、μ/ρは動粘性係数です。U₂Lは代表長さに管長を使っていて誤りです。

空欄8　ア

Re＝1.413×0.043/(8.54×10⁻⁴/997)＝0.06077/(8.566×10⁻⁷)＝7.1×10⁴で、乱流域です。

空欄9　エ

吸込水面の大気圧のエネルギーは、ポンプ吸込口までに位置エネルギー、運動エネルギー、損失エネルギーに変わった分だけ静圧が下がります。羽根車入口でさらに加速されると、運動エネルギーが増えた分だけ圧力が下がります。9は2か所に入ります。

空欄10　ア

損失エネルギーは、吸込管の流体摩擦や曲がり部による圧力損失です。

空欄11　コ

最低圧力が液体の飽和（蒸気）圧力まで下がると、水が局所的に沸騰します。吸込口の圧力が飽和圧力より高くても、羽根車入口で下回れば起こります。11は2か所に入ります。

空欄12　ア

発生した気泡がつぶれて揚程が急低下し、流量調整弁を開いても流量が増えなくなる現象がキャビテーションです。12は2か所に入ります。

空欄13　キ

幾何学的に相似なポンプのキャビテーションの発生条件は、吸込比速度で表せます。

空欄14　オ

揚程曲線のうち、吐出し量の増加に従い全揚程も増加する右上がりの部分で運転すると、運転が不安定になります。

空欄15　イ

右上がり部分で配管を含めて生じる自励振動（激しい脈動・振動）をサージングと呼びます。

空欄16　ウ

停電などでポンプが急停止すると、管路の流速が急変して圧力波が生じる水撃作用が起こり、配管を破壊することもあります。

公式問題で問題6を見る

伝熱工学

問題7　伝熱の三形態・放射を受ける平板の熱収支・向流熱交換器

伝導・対流・放射の基本用語から、放射を受ける平板の表面熱収支、向流熱交換器の熱収支と平均温度差へと、一つの流れで確かめる構成です。

標準解答 1イ・2ケ・3オ・4ア・5ウ・6ア・7ウ・8オ・9ウ・10カ・A62・11イ・B14・C6.5

流体Bの出口温度は62℃、算術平均温度差は14 K、伝熱面積は6.5 m²です。

空欄1　イ

伝導による熱流束はフーリエの法則q＝−λdT/dxで表します。ニュートンの冷却則は対流、ステファン・ボルツマンの法則は放射の式です。

空欄2　ケ

熱伝導率は一般に金属＞液体＞気体の順で、金属が最も大きくなります。

空欄3　オ

グラファイト、樹脂、空気のうち熱伝導率が最も小さいのは空気です。断熱材は空気を多く含む多孔質にします。

空欄4　ア

対流の熱伝達と静止流体の熱伝導の比を表す無次元数はヌセルト数（Nu＝hL/k）です。プラントル数は物性、レイノルズ数は流れの状態を表します。

空欄5　ウ

照射された電磁波をすべて吸収する理想物体は黒体です。5は2か所に入ります。

空欄6　ア

放射率を波長によらない一定値として扱う物体を灰色体と呼びます。

空欄7　ウ

吸収率αの面では、入射熱流束qのうちαqを吸収し、残りの(1−α)qを反射します。

空欄8　オ

放射率は吸収率に等しいので、上面からの放射はασT₁⁴です。

空欄9　ウ

板内を伝わる熱流束は(k/t)(T₁−T₂)です。厚さtで割るのを忘れないようにします。

空欄10　カ

上面では、吸収した熱αqが、上向きの放射ασT₁⁴と、下へ伝わる伝導(k/t)(T₁−T₂)の和に等しくなります。

空欄A　62

流体Aの放熱量は4.0×4.0×(70−50)＝320 kWです。流体Bは5.0×2.0×(t−30)＝320より、t＝62℃です。

空欄11　イ

対数平均温度差はΔTm＝(ΔT₂−ΔT₁)/ln(ΔT₂/ΔT₁)です。

空欄B　14

ΔT₁＝70−62＝8 K、ΔT₂＝50−30＝20 Kなので、算術平均は(8＋20)/2＝14 Kです。

空欄C　6.5

S＝Q/(KΔT)＝320/(3.5×14)＝6.53 m²で、6.5 m²です。対数平均温度差（約13.1 K）を使うと約7.0 m²になり、算術平均ではやや小さめの面積になります。

公式問題で問題7を見る

正答一覧へ戻る ↑

課目III 燃料と燃焼の解答・解説（3問）

問題8・9が燃料及び燃焼管理（各30点）、問題10が燃焼計算（50点）です。

燃料

問題8　H/C比と発熱量・メタン転換によるCO₂削減・オクタン価とセタン価

kmol当たりの発熱量をモル質量で割るとkg当たりの値になり、CO₂ 1 kmolに対応する発熱量を燃料ごとに比べると削減率が出ます。石油系燃料はCH₁.₈として扱います。

標準解答 1ア・2ウ・3エ・4イ・5ク・6ア・7ク・8ウ・9イ・10ウ・11ア・12エ・13ア

水素143 MJ/kg、メタン56 MJ/kgで、石油系燃料からメタンへの転換で同じ熱量当たりのCO₂は約30%減ります。

空欄1　ア

石油系液体燃料のH/Cは約1.8です（CH₁.₈程度）。

空欄2　ウ

メタンCH₄はH/C＝4です。

空欄3　エ

水素の高発熱量は286 MJ/kmolで、H₂ 1 kmolは2 kgなので143 MJ/kgです。

空欄4　イ

メタンは891 MJ/kmol、1 kmolは16 kgなので891/16＝55.7≒56 MJ/kgです。

空欄5　ク

水素は軽いので、質量当たりの発熱量が炭素より大きくなります。H/Cの大きい燃料ほどkg当たりの発熱量が高いのはこのためです。

空欄6　ア

炭素はCO₂、水素は水になるので、CO₂の排出を抑えるにはH/Cはできるだけ大きい方が望ましくなります。

空欄7　ク

CH₁.₈の燃料は炭素12 kgに水素1.8 kgが付いた13.8 kgで、CO₂ 1 kmolを出します。発熱量は45×13.8＝621≒620 MJです。

空欄8　ウ

同じ熱量当たりのCO₂は、CO₂ 1 kmolに対応する発熱量に反比例するので、1−620/891＝0.30で約30%削減できます。

空欄9　イ

燃焼時にCO₂を出さない水素でも、実質ゼロと評価されるには、製造時にCO₂を出さない再生可能エネルギー由来であることが前提です。

空欄10　ウ

オクタン価が高いガソリンほど自己着火しにくく、着火遅れ時間が長くなります。

空欄11　ア

自己着火しにくいので、アンチノック性は高くなります。

空欄12　エ

ディーゼル機関では逆に、セタン価が高い軽油ほど着火しやすく、着火遅れ時間が短くなります。

空欄13　ア

着火遅れが短いと、噴射された燃料が一度に燃えるディーゼルノックが起きにくいので、アンチノック性は高くなります。

公式問題で問題8を見る

燃焼管理

問題9　予混合燃焼・油バーナと通風・固体燃料燃焼装置・排ガス分析計

固体燃料燃焼装置の正誤では、炉内脱硫で供給する物質と生成物の入れ替え、燃焼域の空気流速の大小の取り違えが、誤りの記述として仕込まれています。

標準解答 1ア・2エ・3ア・4オ・5ク・6ウ・7カ・8オ・9キ・10エ

負荷変動の大きな小型ボイラには回転噴霧式油バーナ、煙突だけの自然通風では炉内は負圧です。

空欄1　ア

完全予混合燃焼では燃料と空気が混ざってから燃えるので、すすが生じにくく、すすの放射で光る輝炎になりにくくなります。

空欄2　エ

燃焼反応が速く急速燃焼ができるので、高負荷燃焼が可能で燃焼室を小さくできます。その分、逆火への配慮が必要です。

空欄3　ア

負荷変動の大きな小型ボイラで最も実績があるのは、回転噴霧式（ロータリー）油バーナです。油量を変えても霧化が安定し、調節範囲が広いためです。油圧噴霧式は油圧で霧化するので、油量を絞ると霧化が悪くなります。

空欄4　オ

煙突の通風力だけによるものを自然通風といいます。

空欄5　ク

自然通風では煙突が炉内のガスを引き出すので、炉内圧力は大気圧より低い負圧になります。

空欄6・7　ウ・カ（順不同）

明らかに誤っているのは③と⑥です。③炉内脱硫は燃焼炉内に石灰石を供給し、硫黄酸化物を石膏として固定する方法で、石膏と石灰石が逆です。⑥燃焼域の空気流速が最も大きいのは微粉炭燃焼装置で、火格子燃焼装置は最も小さい部類です。①②④⑤は正しい記述です。

空欄8　オ

磁気式酸素計は酸素の強い常磁性を利用するので、同じく体積磁化率の大きい一酸化窒素の影響を無視できる場合に使えます。

空欄9　キ

密度法は、二酸化炭素の密度が空気より大きいことを利用して濃度を求めます。

空欄10　エ

化学発光方式では、共存する二酸化炭素が発光を弱める影響があるので、それを無視できるか除去できる場合に適用します。

公式問題で問題9を見る

燃焼計算

問題10　重油の理論空気量・空気比・空気予熱による排ガス温度

炭素87%・水素13%の重油1 kg当たりで、理論酸素量、理論空気量、CO₂量、乾き排ガス量、空気比、湿り排ガス量、予熱量、排ガス温度の順に積み上げます。

標準解答 1ア・2イ・3ウ・4オ・A2.35・B11.2・5ウ・C1.62・D13.5・6オ・7ア・8ア・E1.27・F14.3・9イ・G1.46・H15.0・I5.18・J562

空気比1.27、実際の空気量14.3 m³N/kg-f、湿り排ガス15.0 m³N/kg-f、予熱後の排ガス温度は562℃です。

空欄1　ア

H＋1/4 O₂＝1/2 H₂Oです。水素原子1個は酸素原子1/2個、すなわち酸素分子1/4個と結合します。

空欄2　イ

水素原子1個から水分子は1/2個できます。

空欄3　ウ

炭素12 kgに酸素1 kmol（22.4 m³N）が必要なので、炭素1 kgでは22.4/12 m³Nです。

空欄4　オ

水素1 kgは水素原子1 kmolで、必要な酸素は1/4 kmolなので22.4/4 m³Nです。

空欄A　2.35

VO0＝0.87×22.4/12＋0.13×22.4/4＝1.624＋0.728＝2.352≒2.35 m³N/kg-fです。

空欄B　11.2

VA0＝2.352/0.21＝11.2 m³N/kg-fです。

空欄5　ウ

C＋O₂＝CO₂でCO₂は消費した酸素と同じ体積なので、炭素1 kgから22.4/12 m³N発生します。

空欄C　1.62

VCO2＝0.87×22.4/12＝1.624≒1.62 m³N/kg-fです。

空欄D　13.5

乾き排ガス中のCO₂濃度が12%なので、V′G＝1.624/0.12＝13.53≒13.5 m³N/kg-fです。

空欄6　オ

乾き排ガスは、供給空気から燃焼で消費された酸素（理論酸素量）を引き、生成したCO₂を加えた量です。

空欄7　ア

加えるのはCO₂生成量です。H₂Oは乾き排ガスに含めません。

空欄8　ア

空気比αのとき、供給空気量はαVA0です。

空欄E　1.27

13.53＝α×11.2−2.352＋1.624より、α×11.2＝14.26、α＝1.273≒1.27です。

空欄F　14.3

VA＝1.273×11.2＝14.26≒14.3 m³N/kg-fです。

空欄9　イ

水素1 kgからH₂Oは1/2 kmol、22.4/2 m³N発生します。

空欄G　1.46

VH2O＝0.13×22.4/2＝1.456≒1.46 m³N/kg-fです。

空欄H　15.0

VG＝V′G＋VH2O＝13.53＋1.456＝14.99≒15.0 m³N/kg-fです。

空欄I　5.18

予熱量は14.26×1.32×(300−25)＝5,176 kJ≒5.18 MJ/kg-fです。

空欄J　562

排ガスが失う熱は5,176 kJなので、温度低下は5,176/(15.0×1.45)＝238 Kで、排ガス温度は800−238＝562℃です。

公式問題で問題10を見る

正答一覧へ戻る ↑

課目IV 熱利用設備及びその管理の解答・解説（8問）

問題11〜14は必須（各50点）で、問題15〜18の4問題からは2問題を選んで解答します（各40点）。

計測

問題11　熱電対の挿入長と表面温度測定・ピトー管・面積流量計・圧力の単位

熱電対の欄では、測定対象と熱電対のどちらの熱容量・熱伝導率が大きいと誤差が出るかを逆にしやすく、圧力の欄ではmmH₂OとmmHgの大小を取り違えやすい構成です。

標準解答 1イ・2オ・3エ・4カ・5カ・6シ・7キ・8ア・9キ・10オ・11ア・12キ・13ウ

差圧が2倍なら流速は√2倍、ゲージ圧0.9 MPaは絶対圧で約1.0 MPaです。

空欄1　イ

非金属（セラミックス）の保護管は熱伝導率が小さく、壁や外界への熱の逃げが少ないので、同程度の誤差に抑える挿入長は金属管より短くて済みます。

空欄2　オ

測定対象の熱容量や熱伝導率が小さいほど、熱電対を通じた熱の出入りで温度が変わりやすくなります。

空欄3　エ

逆に、熱電対の熱容量や熱伝導率が大きいほど、測定対象の温度を乱しやすくなります。

空欄4　カ

細い熱電対を測定対象の表面に這わせると、測温接点近くの素線が対象と同じ温度に保たれ、素線内の温度勾配が小さくなります。

空欄5　カ

ピトー管式流速計は、流体の全圧と静圧を測ります。

空欄6　シ

全圧と静圧の差が動圧ρv²/2なので、動圧と流体の密度から流速v＝√(2Δp/ρ)を求めます。

空欄7　キ

このような流速計をピトー管式流速計といいます。

空欄8　ア

v∝√Δpなので、差圧が2倍になると流速は√2倍です。

空欄9　キ

流体がフロートとテーパ管のすき間を通ると、フロートの前後に差圧が生じます。

空欄10　オ

差圧による上向きの力と、フロートの重量による下向きの力が釣り合う位置でフロートが静止します。

空欄11　ア

重力とのつり合いを使うので、テーパ管は鉛直に取り付けます。

空欄12　キ

1 mmH₂Oは約9.8 Pa、1 mmHgは約133 Paなので、1 Pa＜1 mmH₂O＜1 mmHgです。

空欄13　ウ

絶対圧＝ゲージ圧＋大気圧（約0.1 MPa）なので、0.9＋0.1＝約1.0 MPaです。

公式問題で問題11を見る

制御

問題12　密閉式温水タンクのフィードバック制御とフィードフォワード制御・PID

温水タンクの図で、検出部・調節計・操作部の役割と信号の流れを読み取り、シーケンス、フィードバック、フィードフォワードの違いを確かめる問題です。

標準解答 1イ・2ア・3イ・4ク・5カ・6オ・7ウ・8エ・9カ・10ウ・11カ・12ク・13ア

Aが温度検出部、Bが温度調節計、Cが操作部で、給水流量をDで検出して先回りするのがフィードフォワード制御です。

空欄1　イ

定量の水を入れて加熱し、使い終えたらまた給水する、という操作を決めた順序どおりに進めるのはシーケンス制御です。

空欄2　ア

図のAは、タンク内の温水温度を測る温度検出部です。

空欄3　イ

Bは温度情報を受けて目標値と比べ、操作信号を出す温度調節計です。

空欄4　ク

t₁は設定された目標値です。

空欄5　カ

t₂は検出部から戻ってくる測定値です。

空欄6　オ

目標値と測定値の差を偏差といい、これがなくなるように操作します。

空欄7　ウ

Cは蒸気調整弁を動かす操作部です。

空欄8　エ

操作の結果が測定値として戻り、偏差をなくすように修正する方式はフィードバック制御です。

空欄9　カ

温水温度が目標値t₁を超えたら、蒸気流量を減少させて温度を下げます。

空欄10　ウ

温度を変える要因である給水流量をDで先に検出し、影響が出る前に蒸気調整弁を動かすのはフィードフォワード制御です。

空欄11　カ

ブロック線図の各ブロックには、入力信号と出力信号の比に当たる伝達関数を書きます。

空欄12　ク

伝達関数はラプラス変換した形で表すのが一般的です。

空欄13　ア

比例帯PB、積分時間Ti、微分時間Tdを持つこの式は、PID制御のアルゴリズムです。

公式問題で問題12を見る

ボイラ

問題13　NOx・SOx対策・蒸気配管の口径と流速・部分負荷時の熱収支

部分負荷の蒸発量は、燃料入熱×ボイラ効率を蒸気と給水の比エンタルピー差で割って求めます。排ガス熱損失は燃料1 kg当たりの排ガス量で計算すると、定格時の5.24%も同じ方法で再現できます。

標準解答 1ク・2オ・3イ・4ウ・5イ・6ク・7ア・8ア・9オ・10カ・11ア・A90.1・B5.38・12イ

部分負荷時の蒸発量は90.1 t/h、排ガス熱損失は5.38%です。

空欄1　ク

NOxを抑えるには、燃焼域の酸素濃度を低くします。

空欄2　オ

バーナでの燃焼温度を低くすると、サーマルNOxの生成が抑えられます。

空欄3　イ

2段燃焼法では、1段目を燃料過濃燃焼にしてNOxを還元しながら燃やし、2段目で残りの空気を入れて完全燃焼させます。

空欄4　ウ

燃料の改善では、フューエルNOxの元になる窒素分の少ない燃料を使います。

空欄5　イ

活性炭法では、吸着した二酸化硫黄を再生・回収して、硫酸や硫黄として取り出します。

空欄6　ク

湿式法のうち大容量処理に適し、脱硫性能が高く実績も多いのは石灰石膏法です。

空欄7　ア

選択式接触還元法では、還元剤のアンモニアを排ガスに注入し、触媒の作用でNOxを窒素に還元します。

空欄8　ア

口径を大きくすると管の重量が増え、設備投資が大きくなります。

空欄9　オ

表面積が増えて放熱損失も大きくなります。蒸気配管は、放熱損失と圧力損失のバランスがとれた口径にします。9は2か所に入ります。

空欄10　カ

圧力損失はρV²/2とL/Dに比例し、ρ＝1/vです。V＝Gv/(900πD²)を代入すると、Δp∝(1/D)×(1/v)×(Gv/D²)²＝G²v/D⁵となり、比体積vにも比例します。

空欄11　ア

0.5〜4 MPaの中圧蒸気の適正流速は20〜50 m/sが目安です。

空欄A　90.1

部分負荷の入熱は6.79 t/h×40.01 MJ/kg＝271,668 MJ/hで、効率89.8%から蒸気に渡る熱は243,958 MJ/hです。蒸気1 kg当たりは3,051.9−344.5＝2,707.4 kJ/kgなので、蒸発量は243,958/2.7074＝90,108 kg/h≒90.1 t/hです。

空欄B　5.38

燃料1 kg当たりの排ガス熱損失は17.2×1.07×(137−20)＝2,153 kJ/kgで、発熱量40.01 MJ/kgの5.38%です。定格時も15.8×1.07×(144−20)/40,010＝5.24%となり、表の値と一致します。

空欄12　イ

部分負荷では伝熱面積が同じまま排ガス量が減るので熱交換効率が上がり、ボイラ排ガス温度が下がります（144℃→137℃）。これが空気比の増加による損失増を打ち消す方向に働きます。

公式問題で問題13を見る

原動機

問題14　蒸気タービンの段落と変圧運転・内燃機関・ガスタービン燃焼器と複合発電

令和7年度の原動機は、蒸気タービン、往復動内燃機関、ガスタービンと複合発電を一問にまとめ、構造の名称と性能の傾向を広く出題しました。数値の欄は複合発電の蒸気タービン出力比だけです。

標準解答 1イ・2エ・3イ・4ア・5エ・6イ・7エ・8ア・9ウ・10オ・11カ・12イ

単段の熱落差が大きいのは衝動式、部分負荷は変圧運転、現在の複合発電は排熱回収方式で、蒸気タービン出力はガスタービンの約50%です。

空欄1　イ

ノズルで蒸気を膨張させて圧力を下げ、熱エネルギーを運動エネルギーに変えます。

空欄2　エ

衝動式はノズルだけで膨張させ、動翼では流れの向きを変えるだけなので、単段当たりの熱落差を大きくできます。反動式は動翼でも膨張させます。

空欄3　イ

加減弁を全開のまま蒸気圧を下げる変圧運転は、弁の絞り損失がなく、部分負荷での効率低下を抑えられます。

空欄4　ア

ガソリン機関は、定容加熱のオットーサイクルを応用した火花点火方式です。

空欄5　エ

圧縮途中の自己着火（ノッキングの原因）が起きないよう、オクタン価に注意して燃料を選びます。

空欄6　イ

ディーゼル機関は高温高圧の空気に燃料を噴射して自己着火させるので、点火プラグなどの着火装置は不要です。

空欄7　エ

圧縮比を高くとれるので、ガソリン機関より熱効率が高いのが特徴です。

空欄8　ア

熱損失のうち一般に最も大きいのは、排ガスが持ち去る排ガス損失です。

空欄9　ウ

円筒形の燃焼器を複数輪状に並べたマルチキャン形は、燃焼器ごとに分解・交換しやすく、大形発電用で最も多く使われています。

空欄10　オ

内筒と尾筒は耐熱合金の板で作り、空気によるフィルム冷却と遮熱コーティングで保護します。

空欄11　カ

タービン入口温度の上昇で排ガス温度が上がり、残存酸素濃度が下がったため、追い焚きをしない排熱回収方式が主流です。

空欄12　イ

最新のプラントでは、排熱で駆動する蒸気タービンから、ガスタービン出力の約50%に当たる出力を得ています。

公式問題で問題14を見る

熱交換器（選択）

問題15　多管式熱交換器の形式・冷却水の水質管理・フィン・二重管の熱収支

数値の3欄は熱収支だけで解けます。高温側の交換熱量を出し、低温側の温度上昇から温度効率と必要な流量を求めます。

標準解答 1キ・2ア・3コ・4ウ・5サ・6イ・7オ・8イ・9ア・10カ・A60・B20・C64

交換熱量は60 kW、低温側の温度効率は20%、低温側の流量は64 kg/minです。

空欄1　キ

胴の両側に管板を固定したものを固定管板式熱交換器といいます。1は2か所に入ります。

空欄2　ア

胴の両端に管板が固定され、胴に伸縮継手のふくらみがある(a)が固定管板式です。

空欄3　コ

固定管板式は管束を引き抜けず胴側が密閉されているので、胴の内部（管の外側）の検査や清掃が困難です。汚れの少ない流体を胴側に流します。

空欄4　ウ

(c)は片側の管板が胴に固定されず、遊動頭として動ける形式です。

空欄5　サ

遊動頭式は管束を引き抜けるので、伝熱管の内外とも清掃・検査が最も容易です。(b)はU字管式で、管内の清掃が難しくなります。

空欄6　イ

冷却塔では水分が蒸発して冷却水が濃縮され、溶けていた不純物が析出して伝熱面に付きます。

空欄7　オ

適正なブロー（一部を排水して補給水に入れ替える）で濃縮を抑えます。

空欄8　イ

熱抵抗が大きいのは熱伝達率の小さい排ガス側で、こちらにフィンを付けて面積を増やします。

空欄9　ア

フィンのない側（温水側）の熱抵抗は1/α₁です。

空欄10　カ

フィン側は面積Ab＋ηf Afで熱を受け持つので、Aを基準に直すと(1/α₂)×A/(Ab＋ηf Af)です。

空欄A　60

高温側の流量は180 kg/min＝3 kg/sなので、Q＝3×2×(90−80)＝60 kWです。

空欄B　20

低温側の温度効率は(34−20)/(90−20)＝14/70＝20%です。

空欄C　64

低温側の流量は60/(4×14)＝1.071 kg/s＝64.3 kg/minで、64 kg/minです。

公式問題で問題15を見る

冷凍・空調（選択）

問題16　全熱交換器付き空調システムの暖房時の状態変化と冷凍サイクルの成績係数

湿り空気線図では、外気E、全熱交換器後F、還気との混合C、加熱D、水噴霧加湿Bの順に追います。加熱後の点と加湿後の点を取り違えると、3の欄を誤ります。

標準解答 1カ・2ウ・3エ・4サ・5カ・6イ・7ウ・8ア・9カ・10イ

②はF、③はC、⑤はDで、空調負荷は⑥の空気の質量にBと室内Aの比エンタルピー差を掛けた値です。

空欄1　カ

外気Eは全熱交換器で排気から熱と水分を受け取り、温度も絶対湿度も上がったFになります。

空欄2　ウ

Fと室内からの還気Aを混ぜた③は、FとAを結ぶ線上のCです。

空欄3　エ

冷却・加熱兼用コイルで加熱すると、絶対湿度は変わらず温度だけ上がるので、Cの右のDになります。その後の水噴霧で加湿されてBになります。

空欄4　サ

全熱交換器の回収熱量は、外気と通過後の空気の比エンタルピー差に外気の質量を掛けたものです。4は2か所に入ります。

空欄5　カ

室内へ吹き出される空気が通る位置は⑥です。

空欄6　イ

空調負荷は、吹出し空気Bと室内空気Aの比エンタルピー差に⑥の空気の質量を掛けたものです。

空欄7　ウ

冷水を冷やすのは、冷媒が低圧で蒸発して周囲から熱を奪う蒸発のプロセスです。

空欄8　ア

成績係数は、蒸発で奪う熱h₁−h₄を圧縮仕事h₂−h₁で割ったεR＝(h₁−h₄)/(h₂−h₁)です。

空欄9　カ

成績係数（Coefficient of Performance）は略してCOPと呼ばれます。

空欄10　イ

ヒートポンプでは凝縮器の放熱h₂−h₃を使い、h₃＝h₄なのでεH＝(h₂−h₄)/(h₂−h₁)＝εR＋1です。

公式問題で問題16を見る

工業炉（選択）

問題17　各分野の工業炉・熱効率の改善・セラミックファイバ

高炉からごみ焼却灰の溶融炉まで、分野ごとの代表的な炉の名称と、熱効率を上げる管理項目、セラミックファイバの性質と施工法を結び付ける問題です。

標準解答 1シ・2ア・3キ・4エ・5コ・6ア・7イ・8オ・9ア・10ア・11ウ・12ケ・13イ・14イ

炉の熱効率は被加熱物が得た熱量÷供給熱量で、スキッドマークの低減、空気比の管理、酸素富化燃焼で高められます。

空欄1　シ

高炉ではコークスが熱源と、鉄鉱石を還元する還元剤を兼ねます。

空欄2　ア

コークスの燃焼熱で銑鉄や鉄くずを溶かす立形円筒形の炉はキュポラです。

空欄3　キ

硫化金属鉱を空気で酸化して亜硫酸ガスと酸化金属にする炉は焙焼炉で、流動床式が主流です。

空欄4　エ

耐火物、陶磁器、タイルを台車に載せてトンネル状の窯を移送するのは、連続式の焼成炉（トンネルキルン）です。

空欄5　コ

焼却灰を1,300℃以上で溶かして冷やすとスラグになり、有害物質が閉じ込められます。固化したスラグはコンクリート原料などに使われます。5は2か所に入ります。

空欄6　ア

炉の熱効率は、被加熱物が得た熱量を供給熱量で割った値です。

空欄7　イ

被加熱物を支えるスキッド（水冷パイプ）に接した部分が低温になる跡をスキッドマークといい、これを減らすと温度むらが小さくなります。

空欄8　オ

必要以上に過剰な空気比で燃焼すると排ガス量が増え、排ガス損失が増えます。

空欄9　ア

燃焼に寄与しない窒素の加熱分を減らすため、酸素富化燃焼を導入します。

空欄10・11　ア・ウ（順不同）

セラミックファイバは、アルミナとシリカを主成分とする人造鉱物繊維です。標準解答の備考どおり順序は問いません。

空欄12　ケ

溶融物を急冷して繊維化するので、結晶になる前に固まった非晶質の相を多く含みます。

空欄13　イ

軽量で蓄熱量（熱容量）が小さいので、炉を止めたり立ち上げたりする断続操業の炉で省エネルギー効果が大きくなります。

空欄14　イ

既設炉の炉内面にセラミックファイバ層を貼り付ける施工法をベニアリングといいます。

公式問題で問題17を見る

蒸発・乾燥・ガス化（選択）

問題18　省エネルギー蒸発法・乾燥特性曲線・炭素系資源のガス化

乾燥の欄は平衡含水率（c点）、自由含水率、限界含水率（b点）の呼び名で、ガス化の欄は水性ガス反応と部分酸化の役割で、それぞれ取り違えやすい構成です。

標準解答 1イ・2イ・3イ・4ウ・5エ・6イ・7ウ・8イ・9ア・10ウ・11ウ・12ア・13エ・14イ・15ア・16ウ

c点は平衡含水率、b点は限界含水率で、ガス化炉はIGCCが噴流層、小規模バイオマスが固定層です。

空欄1　イ

工業的な蒸発装置では、水蒸気を熱媒体として管を通し、溶液を間接的に加熱します。

空欄2　イ

溶液の濃度・蒸気圧・沸点の関係を示し、沸点上昇を求めるのはデューリング線図です。

空欄3　イ

発生した蒸気を圧縮して温度を上げ、蒸発の熱源に再利用するのは蒸気圧縮法です。

空欄4　ウ

圧力を順に下げた蒸発缶を直結し、前の缶の蒸気を次の缶の熱源にするのは多重効用法です。

空欄5　エ

加熱した溶液を低い圧力の容器へ送り、自己蒸発させることを繰り返すのは多段フラッシュ蒸発法です。

空欄6　イ

定率乾燥期間には材料表面の自由水が蒸発し、内部から自由水が補給され続けるので、乾燥速度が一定です。6は2か所に入ります。

空欄7　ウ

それ以上乾燥が進まないc点の含水率は平衡含水率です。7は2か所に入ります。

空欄8　イ

初期含水率と平衡含水率の差が、その条件で乾燥により除去できる自由含水率です。

空欄9　ア

定率乾燥から減率乾燥に変わるb点の含水率は限界含水率で、乾燥装置の設計で重要な数値です。

空欄10　ウ

セッケン、にかわ、ゼラチンなどの均質材料は内部の水分移動が遅く表面の湿りを保てないので、定率乾燥期間がありません。

空欄11　ウ

炭素系資源を加熱すると、まず熱分解が起こり、揮発分が気相に出てチャーが残ります。

空欄12　ア

チャーと水蒸気からCOとH₂ができる反応（C＋H₂O→CO＋H₂）は水性ガス反応で、吸熱反応です。

空欄13　エ

吸熱を補うため、酸素で一部を燃やす部分酸化反応で熱を出してバランスさせます。

空欄14　イ

微粉原料をガス化剤とともに高温の炉へ吹き込み、数秒でガス化して灰を溶融スラグにするのは噴流層ガス化炉で、IGCCで主に使われます。

空欄15　ア

塔頂から原料を入れ、比較的低温でガス化して灰を塔底から抜くのは固定層ガス化炉です。

空欄16　ウ

粉粒体を塔底からのガス化剤で流動化させ、800〜1,000℃でガス化するのは流動層ガス化炉です。16は2か所に入ります。

公式問題で問題18を見る

正答一覧へ戻る ↑

出典と照合

出典は省エネルギーセンターが公開している令和7年度（第47回）エネルギー管理士試験の問題と標準解答です。問題文、図、表、解答群は転載していません。各問題の「公式問題で問題◯を見る」から、公式PDFの該当ページを開けます。

解説は資格Hubが法令の条文と計算で確かめて独自に作成したもので、試験実施団体とは関係ありません。

令和8年度 熱分野の解答・解説を見る →

令和6年度 熱分野の解答・解説を見る →

令和5年度 熱分野の解答・解説を見る →

令和5〜7年度 熱分野の解説PDFを見る →